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预应力混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工技术交流2011年3月,连续梁分部情况,白洋河特大桥：1联3跨（40+64+40m）；秋浦河特大桥：2联6跨（60+100+60m）、（40+64+40m）；,第一部分 连续梁桥悬臂施工的一般知识,前言用挂篮悬臂施工的主要工作内容包括：在墩顶浇筑起步梁段(0#块)，在起步梁段上拼装悬灌挂篮并依次分段悬浇梁段；边跨及中跨合拢。,一、移动式悬臂施工挂篮简介,(一)施工挂篮的构造挂篮由主构架、底模架、前上横梁、内外模板、行走及锚固系统等组成。按结构形式一般常用的分为三角形挂篮和菱形挂篮。,一只挂篮需要小型机具材料,1、10 t导链8个：内外模走行梁前吊点、底模走行后吊点、挂篮前移后锚点 5 t导链2个：挂篮前移；2、LQ32手动螺旋千斤顶16个：主桁架后锚点、底模架前吊点、底模架后吊点、外模走行梁后吊点；3、锚固后锚扁担梁、内外模走行梁等精扎螺纹钢约60根；4、精扎螺纹钢连接器若干；,挂篮试压,目的：为了检查挂篮的拼装质量，检查其所承受的荷载是否能够达到设计要求，消除非弹性变形；测定弹性变形及非弹性变形，为各段箱梁立模的抛高量提供依据。在挂篮安装前，对主桁架、吊带、销子、销座进行预压加载试验。,主桁架、销座、吊带试压方法,主桁架预压方法：挂篮主构架平躺安装，在A节点下装4根钢垫枕，B节点下装2根钢垫枕，两片桁架相对，前支点用428对拉螺杆固定，后端用扁担梁锚固。在前端D节点处拼装扁担梁，扁担梁用32精轧螺纹钢筋连接，利用一台YD60型千斤顶顶压扁担梁，其作用力通过32精轧螺纹钢筋传递给挂篮的主桁架，达到预压的目的。预压采用分级加载，逐级记录各种荷载情况下的变形量，并通过加载过程消除非弹性变形，从而达到试验的目的。销座、销子和吊带的加载方法：在实验场地上将两个底模后横梁对称布置，间距约2.1米，用吊带B将两根后横梁连接，在销座两侧0.5米处用两台YC60千斤顶顶压后横梁，千斤顶分级施加的作用力通过后横梁传递给销座、销子和吊带，达到检验销座、销子和吊带的目的。,试压方案示意图,主构架、销座吊带、销子试压方案示意图,二、用挂篮悬臂灌注施工的主要工艺程序及其特点,用挂篮主段悬浇施工的主要工艺程序为：临时支座浇筑灌注0号段；拼装挂篮；灌注1号段；张拉预应力钢索，孔道压浆；挂篮前移、调整、锚固；灌注下一梁段；包括：1)挂篮前移，按立模标高设顶底模标高；2)浇筑混凝土，养护；3)张拉预应力钢索。依次类推完成悬臂灌注；挂篮拆除；边跨合拢；中跨合拢。,(一)0号段的浇筑,0号段位于桥墩上方，灌注0号段相当于给挂篮提供一个安装场地。0号段一般需在桥墩两侧设托架或支架现浇，如图所示。注意支座安装形式，位置正确，防落梁底座板安装位置正确。,图5-12 支架搭设方式图,墩梁临时锚固,图5-13 临时锚固方式图,0#段施工注意事项,1、安装梁底预埋件：支座上锚碇板、防落梁预埋件。注意位置标高正确，模板缝隙用海绵胶带塞紧；2、波纹管数量较多，每个孔道安装位置是否正确；有无破坏漏浆处；在灌混凝土前，宜在波纹管内插入硬塑管作衬填，以防管道被压扁；管道的定位钢筋应做成井字形，并与箱梁钢筋网固定，定位钢筋间距0.5m，曲线部分适当加密，以防混凝土振捣过程中波纹管道上浮，与设计孔道曲线分布不一致，引起预应力分散不一致。3、竖向预应力钢筋位置正确，固定牢固；（两个作用，第一作为预应力钢筋受力，第二作为挂篮后锚反力支撑，固定挂篮后支点）；4、除了设计本身要求预留的通风孔、泄水孔外，为了满足挂篮的安装要求，还需要留置：内外模走行梁吊装孔、底模吊带孔，梁内施工方便的进人孔；5、竖向预应力钢筋压浆孔道安装，包扎紧密，不漏浆,竖向压浆嘴安装示意图,0#段施工注意事项,6、梁段混凝土的悬臂浇筑一般用泵送，塌落度一般控制在14-18cm，并应随温度变化及运输和浇注速度作适当调整。7、混凝土浇筑顺序：混凝土浇筑采用顺序为：隔墙底板（底板倒角）底板隔墙腹板。混凝土浇筑采用水平分层法施工，由于隔墙、腹板倒角部位钢筋较多，施工时逐点振捣到位，避免漏振。为了确保混凝土的施工质量，高度超过1.5m，必须挂设串筒。注意平衡浇筑，偏压最大不能超过20t。8、混凝土灌注完毕后，立即用通孔器（硬质塑料管）检查管道，处理因万一漏浆等情况出现的堵管现象。,其他节段混凝土浇筑前检查项目,见附表,(三)梁段混凝土的浇筑,梁段混凝土的悬臂浇筑一般用泵送，塌落度一般控制在14-18cm，并应随温度变化及运输和浇注速度作适当调整。其注意事项如下：箱梁各阶段混凝土在灌注前，必须严格检查挂篮中线，挂篮底模标高；纵、横、竖三向预应力束管道；钢筋、锚头、人行道及其它预埋件的位置，认真核对无误后方可灌注混凝土。箱梁各阶段立模标高设计标高预拱度挂篮满载后自身变形。后灌注的梁段应在已施工梁段有关实测结果的基础上作适当调整，已逐渐消除误差，保证结构线性匀顺。,(二)预应力混凝土连续梁的合拢技术措施,连续梁合拢前的墩、梁临时固结约束措施解除,一般讲，在两侧边跨合拢后，应立即解除墩梁临时固结措施，使梁成简支悬臂体系。也有另一种情况，可以在中跨合拢后在解除墩梁临时固结措施。采取上述哪一种解除方式，要与设计院沟通后才能确定，切勿自行确定。,将中间桥墩活动支座的顶、底板在顺桥向的两侧用钢板临时钢结，形成固结的约束，见图5-20。,合拢口的临时锁定支撑内外刚性支撑锁定措施 如图5-21，这种锁定是在箱梁顶、底板的顶面预埋钢板，将刚性支撑焊接(或栓结)在其上；并在箱梁顶、底板中央纵向设置内刚性支撑共同锁定合拢口。因内刚性支撑仅能抗压且吸收部分预应力，且用钢量较多，故已不多用。,外(或内)刚性支撑和张拉临时束共同锁定即除用外(或内)刚性支撑锁定外，再利用永久性的部分预应力束临时张拉，以抵抗降温时产生的收缩变形 仅设刚性外（或内）刚性支撑锁定即根据实际受力要求，仅布置外（或内）刚性支撑即可满足要求时，可仅用一种锁定措施。例如边跨若采用膺架法灌注混凝土时，其合拢口另侧的现浇混凝土长度一般较短，加之低温合拢，以及膺架对边跨的摩阻力作用，往往就可仅用外（或内）刚性支撑即可抵抗升温时的膨胀力。,(三)预应力混凝土连续梁的合拢施工要点,掌握合拢期间的气温预报情况，测试分析气温变化规律，以确定合拢时间并为选择合拢锁定方式提供依据。根据结构情况及梁温的可能变化情况，选定适宜的合拢方式并作力学建算。选择日气温较低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并灌注合拢段混凝土。合拢口的锁定，应迅速、对称地进行，先将外刚性支撑一段与梁端预埋件焊接（或栓接），而后迅速将外刚性支撑另一端与梁连接，临时预应力束也应随之快速张拉。在合拢口锁定后，立即释放一侧的固结约束，使梁一端在合拢口锁定的连接下能沿支座左右伸缩。,合拢口混凝土宜比梁体提高一级，并要求早强，最好采用微膨胀混凝土，并须作特殊配比设计，浇注时应认真振捣和养护。为保证浇筑混凝土过程中，合拢口始终处于稳定状态，必要时浇注之前可在各悬臂端加与混凝土重量相等的配重，加、卸载均因对称梁轴线进行。混凝土达到设计要求的强度后，先部分张拉预应力钢索，然后解除劲性骨架，最后按设计要求张拉全桥剩余预应力束，当利用永久束时，只需按设计顺序将其补拉至设计张拉力即可。临时束的张拉力一般宜在，以防在合拢过程中预应力束过载报废而需要重新更换新束。,第一部分结束,一、连续梁桥、连续刚构桥施工控制的目的、内容,施工控制的目的 定义：施工控制就是根据施工监测所得的结构参数真实值进行施工阶段计算，确定出每个悬浇节段的立模标高，并在施工过程中根据施工监测的成果对误差进行分析、预测和对下一立模标高进行调整，以此来保证成桥后桥面线形、合拢段两悬臂端标高的相对偏差不大于规定值以及结构内力状态符合设计要求。目的：桥梁施工控制的目的就是确保施工过程中结构的可靠度和安全性，保证桥梁成桥桥面线 形及受力状态符合设计要求。,(二)施工控制的内容,内容：变形控制和应力监测。变形控制就是严格控制每一节段箱梁的竖向挠度及其横向偏移，若有偏差并且偏差较大时，就必须立即进行误差分析并确定调整方法，为下一节段更为精确的施工做好准备工作。关于控制方法，针对不同情况亦必然有所差异。应力监测则是控制主梁在施工过程中以及成桥后的应力，尤其是合拢时间的控制，使其不致过大而偏于不安全，甚至在施工过程中造成主梁破坏。,连续梁桥、连续刚构梁桥施工控制过程主要体现在施工控制模拟结构分析、施工监测(包括结构变形与应力监测)、施工误差分析以及后续状态预测几个方面。,(三)立模标高的确定,在主梁的悬臂浇筑过程中，梁段立模标高的合理确定，是关系到主梁的线形是否平顾、是否符合设计的一个重要问题。如果在确定立摸标高时考虑的因素比较符合实际，而且加以正确的控制，则最终桥面线形较为良好；如果考虑的因素与实际情况不符合，控制不力，则最终桥面线形会与设计线形有较大的偏差。,众所周知，立模标高并不等于设计中桥梁建成后的标高，总要设一定的预拱度，以抵消施工中产生的各种变性(挠度)。其计算公式如下：,成桥后预计标高的计算公式为：,三、施工控制监测,(一)施工监测的目的施工监测是施工监控的重要组成部分。大跨径预应力混凝土连续梁桥、连续刚构桥施工监测的目的就是在悬臂施工过程中，通过监测主墩和主梁结构在各个施工阶段的应力和变形来达到及时了解结构实际行为的目的。根据监测所获得的数据，首先确保结构的安全和稳定，其次保证结构的受力合理和线形平顺，为大桥安全、顺利地建成提供技术保障。,1.主梁结构部分设计参数的测定,在此只考虑主要的、而且可测定的参数。具体测定工作的进行，应根据该桥所在的自然环境情况、所用材料情况、施工工艺及工序情况来加以测定。需测定的参数如下：(1)混凝土弹性模量；(必须试验确定)(2)预应力钢绞线弹性模量；(3)混凝土容重；(必须试验确定)(4)混凝土收缩徐变系数；(5)材料热胀系数；(6)施工临时荷载；(主要是挂篮自重),2.箱梁施工挠度观测与标高控制,2.1准备工作:（1）施工单位完成挂篮及托架试验。除安装检查外，重点进行挂篮变形测试，测试结果为挂篮和托架的结构荷载挠度曲线图，实测弹性及非弹性变形值。边跨现浇段支架试验要求相同，试验结果要告之施工控制组。（2）主桥轴线及桥墩位里程、高程均根据全桥三角网点和水准网点由施工单位进行两次复测。（3）线形控制小组要按施工进度划分的阶段，应用施工控制程序求得每一时段的梁体挠度，并转化为各梁段计算的立模标高。（4）施工单位配合施工监控组设置桥墩沉降观测点。,2.2 梁段测点基准点的设置,（1）0号和1号箱梁顶面水准点为箱梁悬臂浇筑施工的标高控制点。,（2）从箱梁第2号节段开始，在梁段前端距端面15cm断面（桥纵向），沿横向布置3个箱梁顶面标高测点，其中中间测点主要用于连续梁水平轴线的测量控制。测点采用预埋钢质测点桩，横向布置在箱梁腹板位置处。上述标高测点中包括了桥中线位置控制测点。,2.3 监测规定,（1）对于每一个悬浇梁段应进行至少3种工况的标高观测，即挂篮就位及立模后、浇筑混凝土后、张拉完预应力钢束后。（2）除立模调整外，测量时间一般应在早晨太阳出来前（清晨七点左右）。（4）在进行标高观测的同时，应进行中轴线位置观测，墩沉降观测，根据施工的进度情况，进行周期性观测。（5）在对梁段标高和中轴线进行测量时，若现场实测值与测量单上预测值对应误差为15mm（高程）、5mm（中轴线偏位）时，应向监理和施工控制组（线形控制小组）汇报，在施工控制组人员认可和监理同意观测结果后方可结束测量。,2.4 立模标高,（1）立模标高由施工控制组提出并将立模标高通知单发至监理组，由监理组核签后转发至施工单位。立模工作结束后，通知单返回施工控制组。（2）施工单位要根据施工控制组提供的立模标高通知单准确放样。立模标高放样结束经施工单位复测后，由监理检查合格并签字后才可进行下一步的工作。（3）施工控制小组在预应力张拉后于24小时内根据箱梁已浇梁段的重量、标高、预应力、混凝土强度、弹性模量等实测值（均由施工单位提供），考虑挂篮变形、支座变形、墩沉降和温度影响，由施工控制程序进行分析计算后，提出下一梁段的立模标高值。,2.5 合拢段观测,（1）合拢段是箱梁施工的重点之一，更是线形控制的难点，故应高度重视。(2)合拢段相邻悬臂施工的最后梁段施工前，应对相应梁跨进行联测，以确定最后梁段悬臂施工的立模高程，保证合拢精度。合拢段的高程观测应按6种工况进行实测：临时支承约束解除后、劲性骨架焊接前、浇筑混凝土前、后，张拉部分的预应力钢束后，劲性骨架解除后、张拉完所有预应力钢束后。（3）在现浇合拢段之前，线形控制小组配合施工单位对最大悬臂长度时温度变化及相应挠度变化进行24小时测量。（4）控制标准应按设计文件要求。若设计文件中无此要求，则应按公路桥涵技术规范的规定要求执行。,2.6 箱梁悬臂浇筑施工的主要精度要求,（1）箱梁梁段的精度要求 箱梁底、顶板中线误差 10mm 箱梁顶面高程 10mm 箱梁底、顶板和腹板厚度误差 10mm,0mm 箱梁底、顶板宽度误差 30mm 箱梁高度误差 5mm,-10mm 同跨对称点高程误差 20mm（2）箱梁悬臂现浇施工中，梁段高程和中轴线位置容许误差为高程15mm，中轴线位置5mm。（3）悬臂现浇合拢的主要精度悬臂合拢的中线位置误差不大于10mm；悬臂合拢的高程差在20mm之内。,强调：,箱梁每一节段悬臂施工过程中，应进行至少以下3个工况的挠度测量和高程控制测量：（1）挂篮就位立模板及浇筑箱梁混凝土前；（2）浇筑箱梁混凝土后，纵向预应力钢束张拉前；（3）纵向预应力钢束张拉后；为了尽量减少温度对观测的影响观测时间安排在早晨太阳出来之前。在施工过程中，对每一节段需进行数次(至少一次)的观测，以便观察各点的挠度及箱梁梁轴曲线的变化历程，以保证箱檗悬臂端的合拢精度及桥面的线形。以上测量工况，除对当前施工节段进行高程测量外，同时对已施工的连续3个节段同时进行高程测量，以得到箱梁节段累计实际变形数据和线形。,4温度观测,温度变化包括季节温度变化和日照温度变化两个部分。在季节温度变化和日照温度变化两种因素中，日照温度变化最为复杂，尤其是日照作用会引起主梁顶、底板的温度差，使主粟发生挠曲，同时，也会引起墩身两侧的温度差，使墩身产生偏移。季节温差对主梁挠度的影响比较筒单，由于其变化的均匀性，既不会使主梁发生挠曲，也不会使墩发生偏转。季节温差可采集各节段在各施工阶段的温度，输入计算机中，分析其时挠度产生的影响。由于日照温度变化的复杂性，在挠度理想状态计算时难以考虑日照温度的影响，日照温度的影响只能通过定时实施观测来加以修正。除立模调整外，测量时间一般应在早晨太阳出来前（清晨七点左右）。,四、施工控制的理论与方法,连续梁桥、连续刚构桥是一施工量测识别修正预告施工的循环过程，其实质就是使施工按用预定的理想状态(主要是施工标高)顺利推进。而实际上不论是理论分析得到的理想状态，还是实际施工都存在误差所以，施工控制的核心任务就是对各种误差进行分析、识别、调整，对结构末来状态作出预测。与斜拉桥不问，连续梁桥、连续刚构桥在梁段浇筑完成后出现的误差，除张拉预备预应力索外，基本投有调整的余地，而只能针对已有误差在下一未浇筑梁段的立模标高上作出必要的谓整。所以，要保证控制目标的实现最根本的就是对立模标高作出尽可能准确的预测即主要依靠预测控制。无论施工过程如何，总是以最终桥梁成型状态作为目标状态，以此来控制各施工块件的预抛高值(立模标高)。,连续梁桥、连续刚构桥施工控制流程如图73所示。,